Náttúrufræðingurinn

Árgangur

Náttúrufræðingurinn - 2013, Blaðsíða 85

Náttúrufræðingurinn - 2013, Blaðsíða 85
85 Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags Á þessu stigi liggur ekki fyrir hvort raunhæft sé að nota hitakæra stofna til að framleiða etanól úr íslenskum lífmassa. Framleiðsla á etanóli á stórum skala á nú undir högg að sækja vegna kostnaðar og samkeppni við verð á jarðefna- eldsneyti og etanóli úr einfaldara hráefni. Í Bandaríkjunum er t.d. etanólframleiðsla úr mun einfaldari lífmassa (sterkju) enn niðurgreidd af ríkinu. Skoða þyrfti þetta í stærra samhengi, m.a. með skuldbind- ing um Íslands hvað varðar framleiðslu á lífrænu elds neyti og markmiði og reglugerðum Evrópu- bandalagsins hvað varðar aukið hlutfall lífeldsneytis í fram tíðinni. Á móti kemur, að ef etanól yrði framleitt hér á landi myndi það leiða til minni innflutnings á jarð- efnaeldneyti og sparnaði í gjaldeyri. Allt þetta þyrfti að taka með í reikn- inginn til að gera fullkomlega grein fyrir möguleikum á slíkri fram- leiðslu á Íslandi. Summary Production of ethanol from complex biomass with thermo- philic bacteria This review focuses upon ethanol pro- duction by microbial ferment at ions with the main emphasis on thermo- philic bacteria. Production of biofuels in general has gained increas ed interest in recent years, mainly due to the sub- stantial increase in the use of fossil fuels. This has led to elevated concentrat ion of carbon dioxide in the atmos phere and is considered to be the main cause of increasing tempera tures on Earth. Ethanol is one type of biofuel that can be produced by fermentation and its production has increased hugely in the last decade. The largest part of this in- crease derives from simple substrates (sugar and starch based biomass) which are in direct competition with the food and feed industry. Therefore, increased interest towards the utiliza- tion of more complex biomass, lignocel- lulose has arisen. Fermentation path- ways used by both bacteria and yeast will be focused upon with the main em- phasis on thermophilic bacteria, mainly isolated from Icelandic hot springs. Yields of ethanol, both from simple sugars as well as ligno cellulosic hydro- lysates will be focus ed upon. The main genera of thermophilic bacteria (Clostridium, Thermoanaerobacter, Thermo- anaero bacterium) are described and the pros and cons of using these bacteria for bioethanol production are dis- cussed. Finally, the possibility of using such microbes for bioethanol produc- tion from Icelandic biomass will be de- bated. Heimildir 1. Renewable Fuels Association 2010. Ethanol industry statistics: annual world ethanol production by country. Washington. Available from: http://www.ethanolrfa.org/pages/statistics/#E 2. Sanchez, O.J. & Cardona, C.A. 2008. Trends in biotechnological produc- tion of fuel ethanol from different feedstocks. Bioresource Technology 13. 5270–95. 3. Moisier, N., Wyman, C., Dale, B., Elander, R., Lee, Y.Y., Holtzapple, M. & Ladisch, M. 2005. Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology 96. 673–686. 4. Olsson, L. & Hahn-Hagerdahl, B. 1996. Fermentation of lignocellulosic hydrolysates for ethanol production. Enzyme and Micorbial Technology 18. 312–331. 5. Liu, S.Y, Rainey., F.A., Morgan., H.W., Mayer, F. & Wiegel, J. 1996. Ther- moanaerobacterium aotearoense sp. nov., a slightly acidophilic, anaerobic thermophile isolated from various hot springs in New Zealand, and emendation of the genus Thermoanaerobacterium. International Journal of Systematic Bacteriology 46. 388–396. 6. Ahring, B.K., Licht, D., Schmidt, A.S. & Sommer, P. 1999. Production of ethanol from wet oxidised wheat straw by Thermoanaerobacter mathranii. Bioresource Technology 68. 3–9. 7. Taylor, M.P., Eley, K.L., Martin, S., Tuffin, M.I., Burton, S.G. & Cowan, D.A. 2009. Thermophilic etahnologenesis: future prospects for second- generation bioethanol production. Trends in Biotechnology. 27. 398–405. 8. Sanchez, R.G., Karhumaa, K., Fonseca, C., Nogue, V.S., Almeida, F.R.M., Larsson, C.U., Bengtsson, O., Bettinga, M., Hahn-Hagerdal, B. & Gor- wa-Grauslund, M.F. 2010. Improved xylose and arabinose utilization by an industrially recombinant Saccharomyces cerevisae strain using evolu- tionary engineering. Biotechnology for Biofuels 3. 1–11. doi: 10.1186/1754-6834-3-13 9. Wiegel, J. & Ljungdahl, L.G. 1981. Thermoanaerobacter ethanolicus gen. nov., spec. nov., a new, extreme thermophilic, anaerobic bacterium. Archives of Microbiology 128. 343–348. 10. Koskinen, P.E.P., Beck, S.R.B., Jóhann Örlygsson & Puhakka, J.A. 2008. Ethanol and hydrogen production by two thermophilic, anaerobic bacte- ria isolated from Icelandic geothermal areas. Biotechnology and Bioengi- neering 101. 679–690. 11. Georgieva, T.I., Mikkelsen, M.J. & Ahring, B.A. 2008. High etahanol toler- ance of the thermophilic anaerobic ethanol producer Thermoanaerobacter BG1L1. Central European Journal of Biology 2. 364–377. 12. Arnheiður Rán Almarsdóttir, Ingólfur Bragi Gunnarsson, Tarazewicz, A. & Jóhann Örlygsson. 2010. Hydrogen production from sugars and com- plex biomass by Clostridium species, AK14, isolated from Icelandic hot spring. Icelandic Agricultural Sciences 23. 61–71. 13. Arnheiður Rán Almarsdóttir, Margrét Auður Sigurbjörnsdóttir & Jóhann Örlygsson 2012. Effect of various factors on ethanol yields from ligno- cellulosic biomass by Thermoanaerobacterium AK17. Biotechnology and Bioengineering 109. 686–694. 14. Jóhann Örlygsson, Margrét Auður Sigurbjörnsdóttir & Hilma Eiðsdóttir Bakken 2010. Bioprospecting thermophilic ethanol and hydrogen producing bacteria from Icelandic hot springs. Icelandic Agricultural Sciences 23. 75–87. 15. Ben-Bassat, A., Lamed, R. & Zeikus, J.G. 1981. Ethanol-production by thermophilic bacteria – metabolic control of end product formation in Thermoanaerobium brockii. Journal of Bacteriology 146. 192–199. 16. Lamed, R., Su, T.M. & Brennan, M.J. 1980. Effect of stirring on ethanol- production by Clostridium thermocellum. Abstracts of Papers of the American Chemical Society, 180 (AUG), 44-MICR. 17. Fardeau, M.L., Faudon, C., Cayol, J.L., Magot, M., Patel, B.K.C. & Ollivier, B. 1996. Effect of thiosulphate as electron acceptor on glucose and xylose oxidation by Thermoanaerobacter finnii and a Thermoanaerobacter sp. isolated from oil field water. Research in Microbiology 147. 159–165. 18. Lovitt, R.W., Longin, R. & Zeikus, J.G. 1984. Ethanol production by ther- mophilic bacteria: physiological comparison of solvent effects on parent and alcohol-tolerant strains of Clostridium thermohydrosulfuricum. Applied and Environmental Microbiology 48. 171–177. 19. Larsen, L., Nielsen, P. & Ahring, B.K. 1997. Thermoanaerobacter mathranii sp nov, an ethanol-producing, extremely thermophilic anaerobic bacte- rium from a hot spring in Iceland. Archives of Microbiology 168. 114–119. 20. Wiegel, J. & Lungdahl, L.G. 1981. Thermoanaerobacter ethanolicus gen. nov., spec. nov., a new extreme thermophilic, anaerobic bacterium. Archives of Microbiology 128. 343–348. 21. Gu, Y., Yu, J., Hui, W., Xudong, L., Zhilin, L., Jian, L., Han, X., Zhaobing, S., Hongjun, D., Yunliu, Y., Yin, L., Weihong, J. & Sheng, Y. 2012. Eco- monical challenges to microbial producers of butanol: Feedstock, butanol ratio and titer. Biotechnology Journal 6. 1348–1357. 22. Lin, C-W., Wu, C-H., Tran, D-T., Shih, M-C., Li, W-H. & Wu, C-F. 2010. Mixed culture fermentation from lignocellulosic materials using thermo- philic lignocellulose-degrading anaerobes. Process Biochemistry 46. 489–493. 23. Demain, A.L., Newcomb, M. & Wu, J.H. 2005. Cellulase, Clostridia, and Ethanol. Microbiology and molecular biology reviews 69. 124–154. 24. Lee, Y.E., Jain, M.K., Lee, C.Y., Lowe, S.E. & Zeikus, J.G. 1993. Taxonomic distinction of saccharolytic thermophilic anaerobes – description of Thermoanaerobacterium xylanolyticum gen-nov, sp-nov, and Thermoan- aerobacterium saccharolyticum gen-nov, sp-nov – reclassification of Ther- moanaerobium brockii, Clostridium thermosulfurogenes, and Clostridium thermohydrosulfuricum E100-69 as Thermoanaerobacter brockii comb-nov, Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes comb-nov, and Thermoanaero-
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108

x

Náttúrufræðingurinn

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Náttúrufræðingurinn
https://timarit.is/publication/337

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.